供水调度系统监控方案.docx

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供水调度系统监控方案

供水调度系统设计方案一、前言

小区供水调度监控系统的主要目的是解决物业公司对供水各环节监测点的数据采

集和监控。

该系统由监控中心和四个小区监测点组成，各个小区监测点的数据采集终端

可监视和采集流量等各种数据，供控制中心及有关部门分析和决策取用，提高工作效率，保证供水质量，满足日益增产的用水量的需求。

供水调度需要对生活区自来水、热水、暖气进行管理，包括总厂出口总管、小区分控总管、小区换热站和楼群分支等。

城市供水调度监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现管道水

流量的数据传送，降低了故障率和提高了对系统的反应时间。

便于及时迅速的了解及控

制远端管道及阀门，降低故障率和检修的时间，减少停水次数。

各水源监测点的数据采

集终端可自动采集管道水流量的实时数据与开关状态等数据，信息传输到物业监控中心，

监控中心通过对传输回的数据进行分析，可找到出故障的地点，从而当一个远端出现故

障时，能在最短的时间内解决问题，恢复供水，提高了整体的服务水平，从而实现了城市供水的信息化、现代化。

目前，自来水供水调度监控系统中采用的数据通信可简单分为有线和无线两大类，

其中有线通信主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、X.25、DDN、ADSL等，而无线则包括超短波通信、扩频通信、卫星通信、GSM短信/GPRS通信等。

在城市供水调度监控系统中，由于各管网监控点数量多，向电信部门租用专用电话

线需要申请很多电话线，采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营

成本较高，不便于大规模使用；卫星通信由于通信费用昂贵，只在一些特殊的领域下使用，

未得以普及；而扩频通信技术虽然速率高，但只能在视距范围内传输，应用也受到限制。

采用超短波数传电台作为传输信道具有组网灵活、扩展容易、维修方便、运行费用低等

优点，但由于系统工作于230MHz且多采用普通间接调制的数传电台，这就造成系统易

受外界干扰、通信速率低、误码率高、数据传送量不大、信号覆盖范围小等缺点。

二、解决方案

2.1系统描述

在管网压力、流量采集监测系统中，常常需要对众多的管路进行实时监测，大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。

由于监测点分散，分布范围广，本系统采用现场总线串行网关直接通过RS485总线将管道上的流量计相连接，将Modbus/RTU信号转换为Modbus/TCP信号，再利用光纤转换器将Modbus/TCP信号转换为光纤信号，最后利用小区间的光缆将数据发送到控制部门的服务器上，这样监控站的计算机可以很方便实现对各区用水及时管理，大大提高了工作效率。

达到了：

（1）系统的安全性

系统的安全性主要表现在以下几个方面：

1系统的高可靠性设计是系统安全的首要前提。

2系统权限的设置。

操作员、工程师、系统管理员都拥有不同的用户名和密码，

登陆到网络功能，规定了不同用户的操作权限，保证了系统工作参数、组态、显示画面等不会被人为改动。

保证了系统的安全性。

3系统在数据传输过程中，定期数据保存、定期数据校验，保证了原始数据的安全性。

4系统选购了UPS不间断电源，保证了系统在供电电源瞬间掉电时计算机系统的安全性。

（2）系统的实时性

企业职能部门从计算机上就可以实时地了解生产调度情况。

对于网络上或生产中出现的突发事故，职能部门可以马上找出事故原因及事故地点，及时处理。

（3）系统的开放性和可扩展性

本系统为分布式计量管理系统，下位机点数可为无限多，不受距离的限制，用户

只需通过简单的组态即可投入使用。

单台下位机的故障不会影响整个网络的运行。

（4）系统的兼容性

2

本系统在设计上，充分考虑到用户与现有智能仪表、其它智能仪表的兼容性问题。

只需通过SIMENS的S7-200PLC与ANYBUS现场总线串行总线连接。

（5）系统的可操作性和灵活性

系统界面图形化，所有提示都有已汉化。

操作简单、方便。

系统全部内容都可有系统管理员自行组态，属于开放型结构，使用极其灵活。

2.2系统方案组成

本系统方案由物业监控中心、光纤系统、监测站组成。

光纤系统与物业监控中心及监测站都采用光纤连接。

系统总图如下所示：

……

2.2.1物业监控中心

物业监控中心有系统管理主机、查询工作站、光纤转换器、路由器等组成。

结构示意图如下：

路由器

换器

1、监控中心配置有系统管理主机

系统管理主机采用的研华工控机，运行Ifix3.5组态软件。

它的主要功能是数据显示、

历史数据查询、报表管理、数据（流量）叠加、数据对比分析、自动报警等。

同时，负责把控制命令及各种修改参数的命令发送至各采集终端。

内部网络采用现有的内部网路，各办公室PC机即为查询工作站，利用WEB等手段显示和查询数据。

2、IFIX3.5组态软件

IFIX3.5组态软件为世界一流的工控软件，出自美国GE公司，世界财富杂志前100名企业中有90%采用了该软件。

具有：

（1）使用网络版，测量数据无限点版本；客户端数量无限点。

（2）数据显示功能

该系统软件是基于Windows98/2000/XP开发的32位应用软件。

数据显示画面图

形化，可以显示数据一览表、分布图等，包括瞬时流量、累计流量、仪表内部设置参数、电源状态、计量保护箱门开关状态等数据。

4

（3）数据管理

该软件具有强大的数据管理功能。

它可以对采集的数据按照用户的要求保存服务

器中，随时调用。

保存数据格式都采用标准的数据库格式，这样可以向各种应用软件、程序和数据源进行无缝连接。

（4）数据查询

系统具有强大的查询功能，可满足多种方式查询，查询的数据及格式也可以自行定义：

按时间查询：

用户通过该软件可以对终端采集的数据按月、日、小时进行查询。

按终端查询：

以每个终端为单位，用户可以对每一个终端的任意数据信息进行查询。

（5）历史曲线显示

该系统能以用户指定的速率采样并将采样数据存贮在数据文件中。

任何时候，都

能从数据文件中检索数据，创建历史曲线趋势显示。

可保存历史数据时间为三年以上

（只要计算机硬盘足够大，保存时间为无限长），用户可以调出过去任何时刻的数据。

（6）报警功能

可以对各终端计量保护箱门的开闭状态、终端停电和上电、仪表参数设置变更、参

数异常、日累计流量越限与各终端通讯中断、Internet连接中断、短时间内流量变化过

大时进行实时报警并显示，报警数据保存在数据库中，同时生成报表供以后查询和打印。

（7）报表功能

系统具有多功能报表方式，会自动生成小时报表、日报表及月报表。

（8）强大的图形功能

强大的图形功能可以绘制精美的图形。

下图为我公司在天津大港自来水公司水网流量检测中绘制的管线图。

6

（9）设置参数管理功能

各采集终端的数据发送时间间隔、保存时间间隔等参数可通过管理主机进行设置，但不能对已设置好的仪表参数进行人为的修改。

（10）系统校时

通过管理主机可自动或手动的对各采集终端进行统一校时，同步采集各中断时钟，自动校时周期可以根据用户需求任意设置。

（11）网络功能

IFIX该软件采用的是B/S结构构架，可以连接企业局域网,通过IE浏览实现数据进一步共享。

2.2.2

光纤系统

利用小区间的光纤系统，物业监控中心系统的所有交换信息通过Modbus/TCP的形式进行数据传输.光纤系统与物业监控中心、监测站通过光缆连接。

2.2.3

……

监测站

本系统每个监测站各自负责各自小区的所有信号的采集及信号转换.

因现场所有流量计都具有Modbus/RTU通信功能,

系统管理主机通过RS485总线

可以访问每台流量计的瞬时流量、累积流量,并可远程修改流量参数.监测站结构示意图如下所示：

光纤转换

器

光缆

普通网线

现场总线

串行网关

RS485总线（双绞屏蔽电缆）

8

用一根数据总线将所有流量计连接起来，即将所有流量计都挂在同一根数据总线上，

再通过现场总线网关将Modbus/RTU信号转换为Modbus/TCP（以太网）信号，最后通过光纤转换器将Modbus/TCP（以太网）信号转换为光纤信号进入光纤系统。

现场总线串行网关（NPort6110）

Modbus协议是世界上自动化协议中最为普遍使用的一个协议。

Modbus协议支

持传统的RS-232/422/485设备和最新发展出来的以太网设备。

许多工业设备，包括：

PLC,DCS,HNI,仪器和仪表都使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。

然而，

Modbus协议在串口和以太网之间运行是非常困难的，这就需要一个通讯的网关作为二者的桥梁来帮助整合他们。

NPort6110支持一个以太网和一个可软件选择的RS-232/422/485

口来连接各

种类型的支持

Modbus协议的设备。

通过Modbus/TCP（Ethernet）和

Modbus

/ASCII/RTU（Serial）

协议转换,带有以太网的PLC可以使用RS-232/422/485接口

来实现与仪器的无缝通讯。

NPort6110功能非常强大，也非常容易使用。

一个Windows软件就能够在局域网中自动搜索所有可能的NPort6110设备。

软件中含有流量监测功能，可以帮助您解决遇到的问题，比如：

连接状态检查，地址转换错误等。

典型应用

●

串口主设备与串口从设备通过因特网来通讯

许多传统的支持Modbus

协议的串口设备可以通过RS-485进行通讯,然而

RS-485

网络限制了最多只能有32个Modbus设备,且传输距离只能在1.2km.

通过使用Modbus网关,您可以通过以太网来接连所有的Modbus串口设备,同一

个控制网络最多可安装8个Modbus网关，将单一的Modbus网络扩展到TCP/IP网络可以达到的地方。

●

以太网主设备与多个串口从设备通讯

大部分的主机和新研发出来的PLC都支持以太网接口，并都运行Modbus/TCP

协议。

NPort6110网关被用来连接分散的Modbus串口设备，进行数据的采集和控制。

每个NPort6110都支持以太网的Modbus/TCP协议，允许多达7个连接。

软件配置的串行接口支持RS-232、RS-422/485。

在RS-232/422模式,NPort6110可以连接1个串口设备，在RS-485方式下，一个NPort6110可以支持多达31串口设备。

这是工厂中最普遍的应用。

●串口主设备与多个以太网从设备进行通讯

许多HMI（人机界面）系统使用串行接口，要求对分散的DCS系统进行存取。

然而，越来越多的DCS系统支持以太网，并且运行在Modbus/TCP从模式下。

为此，NPort6110Modbus网关是通过以太网连接HMI到分散的DCS系统的理想解决方案。

每个NPort6110最多支持4个Modbus/TCP从设备。

10

Modbus解决通讯故障既迅速又简单。

NPort6110工具软件让您在网络的任何位置都可以在线监测配置信息和连接状态，而不需要干扰目前的操作。

同时，系统的日志信息可以保存安装和服务记录。

产品特点:

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Modbus串口和以太网设备的整合

支持Modbus/TCP主设备到Modbus/ASCII/RTU从设备（最多31个设备）

支持Modbus/ASCII/RTU主设备到Modbus/TCP从设备（最多4个设备）简单易用的Windows工具软件通过以太网进行配置

10/100M快速以太网带自动IP设定（DHCP）

一个可由软件设定的RS-232/485/422接口

速率最高可达230.4Kbps

技术指标：

●尺寸：

90mm×60mm×21mm（长×深×宽）●防护等级：

IP20

●电源规格：

9～30V/300mAat12V（Max）●工作温度：

0～55℃

●工作湿度：

5-95%RH，不凝露

●网口：

10/100Mbit自适应，RJ45

●串口波特率：

1200bps--320.4Kbps

●串口：

RS232，RS485，RS422

支持协议：

Modbus/TCP,Modbus/ASCII,Modbus/RTU,Master/Slave模式光纤转换器

MOXAMediaConverter为一款简单易用的10/100Base-TX转100Base-FX光纤

信号转换器。

其内部配置有交换控制器及缓冲存储器，可以保障两个不同媒介设备

间的数据传输及操作顺畅无阻。

MOXAMediaConverter最主要的应用之一就是延

伸您的局域网络距离。

经由两个一组的MOXAMediaConverter的光纤连接就可

以轻易的将距离范围延伸长达15公里。

而透过光纤的快速传输特性,非常轻易的就

可以达到100Mbps的高速效能，大大的减少了在两个局域网络间封包碰撞的机会。

另外也十分适合使用在某些使用铜线传输会受到电子干扰的地区,如:

户外闪电、

工厂中的变压器或是大型马达的所在地,您就可以使用MOXAMediaConverter且

透过光的传输方式,避免被上述产生的电子突波所干扰,以确保资料的正确性。

产品特点:

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支持10/100M网络接口自动侦测（auto-sensing）,十分容易安装透过简易的DipSwitch设定,选择TP口的接线方式

透过简易的DipSwitch设定,选择光纤端口的全双工或半双工模式支持IEEE802.3u,100BaseTX/FX标准

技术指标：

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5V供电，输入电流为1A

尺寸（宽×长×高）:

94x70.3x26.2mm工作温度:

0-50°C

12

●

多模光纤:

支持50/125,62.5/125,or100/140μm多模光纤,

半双工模式可达412公尺,全双工模式可达2公里（ME50-M）

单模光纤:

支持8.3/125,8.7/125,9/125or10/125μm单模光纤,全双工模式可达20公里（ME50-S）